JP2533496B2 - 光パルス発生器 - Google Patents
光パルス発生器Info
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- JP2533496B2 JP2533496B2 JP61177544A JP17754486A JP2533496B2 JP 2533496 B2 JP2533496 B2 JP 2533496B2 JP 61177544 A JP61177544 A JP 61177544A JP 17754486 A JP17754486 A JP 17754486A JP 2533496 B2 JP2533496 B2 JP 2533496B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は大容量光通信システムに係り、特に超短パル
ス光を高周波で発生させる光パルス発生器に関する。
ス光を高周波で発生させる光パルス発生器に関する。
レーザ光発生装置において発振縦モード間の位相関係
を固定し超短光パルス列を実現するモード同期の方法に
ついては、柳井久義編集光通信ハンドブツク、朝倉書
店、第54頁から第57頁記載のように良く知られており、
従来の半導体レーザを用いたモード同期利用の超短パル
ス光発生法は、アプライド、フイジツクス レターズ
39 （1981年）第525頁から第527頁において論じられて
いる。
を固定し超短光パルス列を実現するモード同期の方法に
ついては、柳井久義編集光通信ハンドブツク、朝倉書
店、第54頁から第57頁記載のように良く知られており、
従来の半導体レーザを用いたモード同期利用の超短パル
ス光発生法は、アプライド、フイジツクス レターズ
39 （1981年）第525頁から第527頁において論じられて
いる。
上記従来技術はレーザ光発生装置の外部に別個の外部
共振器を設けているため、超短パルス光列の繰り返し周
波数は数GHzが限界であり、10GHz以上の高周波数で動作
させることは困難であつた。又、レーザ光発生装置と外
部共振器の光学的相対位置によつて動作特性が変化する
ため、極めて精度良く位置調整をする必要があり、安定
な動作をさせることが困難であつた。
共振器を設けているため、超短パルス光列の繰り返し周
波数は数GHzが限界であり、10GHz以上の高周波数で動作
させることは困難であつた。又、レーザ光発生装置と外
部共振器の光学的相対位置によつて動作特性が変化する
ため、極めて精度良く位置調整をする必要があり、安定
な動作をさせることが困難であつた。
本発明の目的は、これら問題点を解決し、小型で安定
性に優れ、10GHz以上の高周波数での超短パルス光を発
生させる光パルス発生装置を提供することにある。
性に優れ、10GHz以上の高周波数での超短パルス光を発
生させる光パルス発生装置を提供することにある。
上記目的は、半導体レーザのようなレーザ光発生装置
に、位相及び又は損失調整部を持つ光導波路構造を一体
集積化し一基板上に作製するか、もしくはレーザ光発生
装置の内部又は外部に分岐比可変の光分岐部を設け、分
岐された光導波路部で共振器構造を形成し、共振器構造
内に光の位相及び又は損失を調整する領域を設けること
により達成される。
に、位相及び又は損失調整部を持つ光導波路構造を一体
集積化し一基板上に作製するか、もしくはレーザ光発生
装置の内部又は外部に分岐比可変の光分岐部を設け、分
岐された光導波路部で共振器構造を形成し、共振器構造
内に光の位相及び又は損失を調整する領域を設けること
により達成される。
本発明の要旨は次の３つにある。
（１）基板上に形成されたレーザ発生装置と、 前記レーザ発生装置と一体的に形成され、前記基板上
に形成された光導波路とを有し、 前記レーザ発生装置の端面と前記光導波路の端面との
間でレーザ共振器を構成するように構成された光パルス
発生器であって、 繰り返し周波数がほぼ一定の光パルスが前記レーザ共
振器から出射するように、前記光導波路を構成する材料
の屈折率または光の吸収損失の少なくとも一方を変化さ
せ前記光導波路内に入射した前記レーザ光の位相または
前記レーザ光の損失の少なくとも一方を調整する手段を
有することを特徴とする光パルス発生器。
に形成された光導波路とを有し、 前記レーザ発生装置の端面と前記光導波路の端面との
間でレーザ共振器を構成するように構成された光パルス
発生器であって、 繰り返し周波数がほぼ一定の光パルスが前記レーザ共
振器から出射するように、前記光導波路を構成する材料
の屈折率または光の吸収損失の少なくとも一方を変化さ
せ前記光導波路内に入射した前記レーザ光の位相または
前記レーザ光の損失の少なくとも一方を調整する手段を
有することを特徴とする光パルス発生器。
（２）基板上に形成されたレーザ発生装置と、 前記基板上に形成された光導波路とを有し、 前記レーザ発生装置と前記光導波路とでレーザ共振器
を構成するように構成された光パルス発生器であって、 繰り返し周波数がほぼ一定の光パルスが前記レーザ共
振器から出射するように、前記光導波路を構成する材料
の屈折率または光の吸収損失の少なくとも一方を変化さ
せ前記光導波路内に入射した前記レーザ光の位相または
前記レーザ光の損失の少なくとも一方を調整する手段を
有することを特徴とする光パルス発生器。
を構成するように構成された光パルス発生器であって、 繰り返し周波数がほぼ一定の光パルスが前記レーザ共
振器から出射するように、前記光導波路を構成する材料
の屈折率または光の吸収損失の少なくとも一方を変化さ
せ前記光導波路内に入射した前記レーザ光の位相または
前記レーザ光の損失の少なくとも一方を調整する手段を
有することを特徴とする光パルス発生器。
（３）基板上に形成されたレーザ発生装置と、前記基板
上に形成された光導波路とを有し、 前記レーザ発生装置からのレーザ光を分岐して光導波
路へ導入し、前記光導波路を構成する材料の屈折率また
は光の吸収損失の少なくとも一方を変化させる機能を前
記光導波路に付加することにより前記光導波路を外部共
振器として機能させ、 外部共振器としての前記光導波路内の屈折率または光
の吸収損失の少なくとも一方を変化させることにより、
光出射端から光パルスを発生するように構成された光パ
ルス発生器。
上に形成された光導波路とを有し、 前記レーザ発生装置からのレーザ光を分岐して光導波
路へ導入し、前記光導波路を構成する材料の屈折率また
は光の吸収損失の少なくとも一方を変化させる機能を前
記光導波路に付加することにより前記光導波路を外部共
振器として機能させ、 外部共振器としての前記光導波路内の屈折率または光
の吸収損失の少なくとも一方を変化させることにより、
光出射端から光パルスを発生するように構成された光パ
ルス発生器。
同一基板上にレーザ光発生装置と一体集積化された位
相及び又は損失調整を持つ光導波路部は光路長及び又は
損失可変の外部共振器の作用を果たす。それによつて本
光パルス発生器は位相及び損失を適当に調整すると、FM
及びAMモード同期が各々生じ発振スペクトル幅のほぼ逆
数で決まる超短パルス光を発生する。パルス列の繰り返
し周波数は外部共振器を含めた共振器系における光波の
往復走行時間、即ち縦モード間隔によつて決定される。
本発明によれば、同一基板上に集積化された外部共振器
を構成する光導波路部の長さを1cm以下にし、光波の往
復走行時間を0.1nsec以下にすることが可容易に出来る
ので、パルス列の繰り返し周波数として10GHz以上とす
ることが可能となる。又、外部共振器構造が集積化され
ているので光学系の調整も不要となり、安定に光パルス
列を得ることができる。位相及び又は損失の調整は縦モ
ード間隔に対応する外部信号によつて変調信号を印加
し、能動モード同期を生じさせる方法及び適当な位相及
び又は損失を外部共振器中に設定し、レーザ媒質や光導
波路媒質の非線形性によつて受動モード同期を生じさせ
ても良い。
相及び又は損失調整を持つ光導波路部は光路長及び又は
損失可変の外部共振器の作用を果たす。それによつて本
光パルス発生器は位相及び損失を適当に調整すると、FM
及びAMモード同期が各々生じ発振スペクトル幅のほぼ逆
数で決まる超短パルス光を発生する。パルス列の繰り返
し周波数は外部共振器を含めた共振器系における光波の
往復走行時間、即ち縦モード間隔によつて決定される。
本発明によれば、同一基板上に集積化された外部共振器
を構成する光導波路部の長さを1cm以下にし、光波の往
復走行時間を0.1nsec以下にすることが可容易に出来る
ので、パルス列の繰り返し周波数として10GHz以上とす
ることが可能となる。又、外部共振器構造が集積化され
ているので光学系の調整も不要となり、安定に光パルス
列を得ることができる。位相及び又は損失の調整は縦モ
ード間隔に対応する外部信号によつて変調信号を印加
し、能動モード同期を生じさせる方法及び適当な位相及
び又は損失を外部共振器中に設定し、レーザ媒質や光導
波路媒質の非線形性によつて受動モード同期を生じさせ
ても良い。
レーザ光発生装置と外部共振器構造を持つ光導波路部
は分岐比可変の光分岐部で結合しているので、この分岐
比を調整することにより、光パルス列を発生させたり、
CW光発生させたり、この光パルス発生器の動作機能を可
変にすることも可能である。又、分岐比の調整により、
モード同期の程度を調整することも可能となるのでパル
ス幅を可変にすることもできる。
は分岐比可変の光分岐部で結合しているので、この分岐
比を調整することにより、光パルス列を発生させたり、
CW光発生させたり、この光パルス発生器の動作機能を可
変にすることも可能である。又、分岐比の調整により、
モード同期の程度を調整することも可能となるのでパル
ス幅を可変にすることもできる。
以下本発明の一実施明を説明する。
実施例 １ 第１図は、外部共振器を構成する光導波路を半導体レ
ーザ１と同じIII-V族化合物半導体材料を用いてInP基板
14上にモノリシツクに形成している。構造は光導波路15
がInGaAsPでその他はInPである。この外部共振器に電極
4,5を付け電界の印加及び又は電流を流せるようにして
ある。外部共振器の反射端には反射コーライング９が施
してある。外部共振器内の位相、即ち屈折率と損失の制
御は電極4,5を通して電界を加えたり、電流を流したり
して材料の屈折率及び又は吸収損失を変えることにより
行う。
ーザ１と同じIII-V族化合物半導体材料を用いてInP基板
14上にモノリシツクに形成している。構造は光導波路15
がInGaAsPでその他はInPである。この外部共振器に電極
4,5を付け電界の印加及び又は電流を流せるようにして
ある。外部共振器の反射端には反射コーライング９が施
してある。外部共振器内の位相、即ち屈折率と損失の制
御は電極4,5を通して電界を加えたり、電流を流したり
して材料の屈折率及び又は吸収損失を変えることにより
行う。
本発明に用いる半導体レーザ１には通常のFabry Pero
t構造のものだけでなくDFB構造のものを用いても良い。
t構造のものだけでなくDFB構造のものを用いても良い。
実施例 ２ 第２図はリング型外部共振器を構成する光導波路を半
導体レーザ１と同じIII-V族化合物半導体材料を用いてI
nP基板27上にモノリシツクに形成している。構造は光導
波路23がInGaAsPでその他はInPである。この外部共振器
に電極25を付け電界の印加及び又は電流を流せるように
してある。光出射端には反射コーテイング26が施してあ
る。外部共振器内の位相、即ち屈折率と損失の制御は電
極25を通して電界を加えたり、電流を流したりして材料
の屈折率及び又は吸収損失を変えることにより行なう。
光分岐部は方向性結合器型光スイツチ22により形成さ
れ、光の分岐比は電極24を通して電界を加えたり、電流
を流したりして材料の屈折率を変えることにより調整す
る。
導体レーザ１と同じIII-V族化合物半導体材料を用いてI
nP基板27上にモノリシツクに形成している。構造は光導
波路23がInGaAsPでその他はInPである。この外部共振器
に電極25を付け電界の印加及び又は電流を流せるように
してある。光出射端には反射コーテイング26が施してあ
る。外部共振器内の位相、即ち屈折率と損失の制御は電
極25を通して電界を加えたり、電流を流したりして材料
の屈折率及び又は吸収損失を変えることにより行なう。
光分岐部は方向性結合器型光スイツチ22により形成さ
れ、光の分岐比は電極24を通して電界を加えたり、電流
を流したりして材料の屈折率を変えることにより調整す
る。
実施例 ３ 第３図に本実施例の概形を示す。本実施例では分岐部
を反射型光スイツチ８により構成し、分岐比は電極29を
通して電界を加えたり、電流を流したりして、電極下の
材料の屈折率を低下させて調整している。他の構成は実
施例１と同様である。
を反射型光スイツチ８により構成し、分岐比は電極29を
通して電界を加えたり、電流を流したりして、電極下の
材料の屈折率を低下させて調整している。他の構成は実
施例１と同様である。
実施例 ４ 第３図に本実施例の概形を示す。本実施例では、実施
例２と異なり、リング型外部共振器構造でなく、通常の
Fadry-Perot型共振器構造を採用している。共振器の両
端面には反射コーテイング100を施してある。他の構成
は実施例２と同様である。本実施例では光分岐部に方向
性結合器型光スイツチを使用しているが、実施例３と同
様に反射型光スイツチを用いても良い。
例２と異なり、リング型外部共振器構造でなく、通常の
Fadry-Perot型共振器構造を採用している。共振器の両
端面には反射コーテイング100を施してある。他の構成
は実施例２と同様である。本実施例では光分岐部に方向
性結合器型光スイツチを使用しているが、実施例３と同
様に反射型光スイツチを用いても良い。
上記実施例２〜４において反射端面は半導体試料の端
面を利用しているが、基板等に回折格子を刻み、分布帰
環型の反射を利用しても、本発明の効果がある。又、本
発明に用いる半導体レーザ１は通常のFabny-Perot構造
のものだけでなく、DFB,DBR構造のものを用いても良
い。
面を利用しているが、基板等に回折格子を刻み、分布帰
環型の反射を利用しても、本発明の効果がある。又、本
発明に用いる半導体レーザ１は通常のFabny-Perot構造
のものだけでなく、DFB,DBR構造のものを用いても良
い。
本発明によれば、外部共振器の長さを縦モード間周波
数が10GHz以上となるように短くでき、更に、光学系の
調整も不要となるので、外部からの電気的制御信号を外
部共振器の電極に印加するだけで、10GHz以上の繰り返
し周波数を持つモード同期された超短光パルス列を容易
にしかも安定に得ることができ、更に、パルス発生のON
/OFF、パルス幅の制御を光分岐部への電気信号で簡単に
調整できるという効果がある。
数が10GHz以上となるように短くでき、更に、光学系の
調整も不要となるので、外部からの電気的制御信号を外
部共振器の電極に印加するだけで、10GHz以上の繰り返
し周波数を持つモード同期された超短光パルス列を容易
にしかも安定に得ることができ、更に、パルス発生のON
/OFF、パルス幅の制御を光分岐部への電気信号で簡単に
調整できるという効果がある。
第１図は本発明実施例の断面構造図、第２〜４図は各実
施例の上面構造図である。 １……半導体レーザ、３……外部共振器屈折率、損失制
御電源、4,5……電極、７……レーザ駆動電源、９……
反射コーテイング、13……外部共振器を構成する光導波
路部、15……InGaAsPからなる光導波路、14……InP基
板、22……方向性結合器型光スイツチで構成した光分岐
部、23……光導波路、24,25,29……電極、26,100……反
射コーテイング、27……基板、28……反射型光スイツチ
で構成した光分岐部。
施例の上面構造図である。 １……半導体レーザ、３……外部共振器屈折率、損失制
御電源、4,5……電極、７……レーザ駆動電源、９……
反射コーテイング、13……外部共振器を構成する光導波
路部、15……InGaAsPからなる光導波路、14……InP基
板、22……方向性結合器型光スイツチで構成した光分岐
部、23……光導波路、24,25,29……電極、26,100……反
射コーテイング、27……基板、28……反射型光スイツチ
で構成した光分岐部。
フロントページの続き (72)発明者 大石 昭夫 国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式 会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 平尾 元尚 国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式 会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 松村 宏善 国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式 会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−71194（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】基板上に形成されたレーザ発生装置と、 前記レーザ発生装置と一体的に形成され、前記基板上に
形成された光導波路とを有し、 前記レーザ発生装置の端面と前記光導波路の端面との間
でレーザ共振器を構成するように構成された光パルス発
生器であって、 繰り返し周波数がほぼ一定の光パルスが前記レーザ共振
器から出射するように、前記光導波路を構成する材料の
屈折率または光の吸収損失の少なくとも一方を変化させ
前記光導波路内に入射した前記レーザ光の位相または前
記レーザ光の損失の少なくとも一方を調整する手段を有
することを特徴とする光パルス発生器。 - 【請求項２】基板上に形成されたレーザ発生装置と、 前記基板上に形成された光導波路とを有し、 前記レーザ発生装置と前記光導波路とでレーザ共振器を
構成するように構成された光パルス発生器であって、 繰り返し周波数がほぼ一定の光パルスが前記レーザ共振
器から出射するように、前記光導波路を構成する材料の
屈折率または光の吸収損失の少なくとも一方を変化させ
前記光導波路内に入射した前記レーザ光の位相または前
記レーザ光の損失の少なくとも一方を調整する手段を有
することを特徴とする光パルス発生器。 - 【請求項３】基板上に形成されたレーザ発生装置と、前
記基板上に形成された光導波路とを有し、 前記レーザ発生装置からのレーザ光を分岐して光導波路
へ導入し、前記光導波路を構成する材料の屈折率または
光の吸収損失の少なくとも一方を変化させる機能を前記
光導波路に付加することにより前記光導波路を外部共振
器として機能させ、 外部共振器としての前記光導波路内の屈折率または光の
吸収損失の少なくとも一方を変化させることにより、光
出射端から光パルスを発生するように構成された光パル
ス発生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61177544A JP2533496B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 光パルス発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61177544A JP2533496B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 光パルス発生器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6334990A JPS6334990A (ja) | 1988-02-15 |
| JP2533496B2 true JP2533496B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=16032804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61177544A Expired - Fee Related JP2533496B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 光パルス発生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2533496B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07105566B2 (ja) * | 1988-08-31 | 1995-11-13 | 光計測技術開発株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JPH02135323A (ja) * | 1988-11-16 | 1990-05-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光リング共振器 |
| JP2647190B2 (ja) * | 1989-03-28 | 1997-08-27 | シャープ株式会社 | 光波長変換装置 |
| JPH0394237A (ja) * | 1989-09-07 | 1991-04-19 | Sharp Corp | 光波長変換装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4347612A (en) * | 1980-08-25 | 1982-08-31 | Xerox Corporation | Semiconductor injection laser for high speed modulation |
-
1986
- 1986-07-30 JP JP61177544A patent/JP2533496B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6334990A (ja) | 1988-02-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |